專利名稱：一種電動汽車的自動換擋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動換擋裝置，特別涉及一種電動汽車的自動換擋裝置。
背景技術(shù)：
純電動車是一種可替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的新能源交通工具。目前大部分電動車變速器只具備一個擋位。現(xiàn)有一擋電動車存在以下技術(shù)缺點(diǎn)
a)一個擋位的速比難以保證汽車最大爬坡度，最高速度與最大加速度要求；
b)當(dāng)汽車高速巡航時(時速大于100公里/小時)，電動機(jī)與齒輪轉(zhuǎn)速接近或超過每分鐘一萬轉(zhuǎn)。如此高的轉(zhuǎn)速對軸承與齒輪的制造精度要求很高。將大為提高制作成本；
c)電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近每分鐘一萬轉(zhuǎn)時，效率與扭矩相對額定值大為降低，同時噪音大為提高，傳動系統(tǒng)零部件壽命大為降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電動汽車的自動換擋裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)電動汽車的換擋的平穩(wěn)性，并且延長工件的使用壽命。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種電動汽車的自動換擋裝置，它包括由動力電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的輸入軸、由一換擋控制電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的凸槽軸，所述輸入軸上同軸設(shè)置有第一齒輪、第二齒輪和位于所述兩個齒輪之間的同步器，所述同步器可沿平行于所述輸入軸的軸線方向滑動，所述凸槽軸上具有一換擋槽，所述換擋槽中可移動地插有一撥叉桿的撥叉觸頭，該撥叉桿與同步器相連接并允許同步器相對其轉(zhuǎn)動，所述換擋槽具有第一擋部、第二擋部和位于所述第一擋部和所述第二擋部之間的空擋轉(zhuǎn)角部，所述撥叉觸頭位于所述換擋槽的第一擋部時，所述同步器與第一齒輪相連；所述撥叉觸頭位于所述換擋槽的第二擋部時，所述同步器與第二齒輪相連；所述撥叉觸頭位于所述換擋槽的空擋轉(zhuǎn)角部時，所述撥叉觸頭保持于圍繞凸槽軸的軸線的圓周方向以使同步器處于空擋位置。優(yōu)選地，該自動換擋裝置具有處于所述兩個擋部之間的空檔轉(zhuǎn)角部以使同步器在換擋過程中處于空擋位置，對動力電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，使其速度與下一個擋位齒輪同步，從而優(yōu)化換擋快捷性與平穩(wěn)性，并且大為降低同步器磨損，大幅提高同步器的壽命。優(yōu)選地，所述輸入軸的軸線與所述凸槽軸的軸線相平行。優(yōu)選地，所述換擋槽的第一擋部包括第一擋位置和位于所述第一擋位置與所述空擋轉(zhuǎn)角部之間的第一擋坡，該第一擋坡對應(yīng)換擋槽的第一轉(zhuǎn)角。優(yōu)選地，所述換擋槽的第二擋部包括第二擋位置和位于所述第二擋位置與所述空擋轉(zhuǎn)角部之間的第二擋坡，該第二擋坡對應(yīng)換擋槽的第二轉(zhuǎn)角。本發(fā)明采用以上結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1)電動汽車動力匹配問題；
2)換擋操作與平穩(wěn)性問題；
3)成本問題；4)尺寸安裝條件。


附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖。附圖2是本發(fā)明的凸槽軸的換擋槽的節(jié)線展開設(shè)計圖。附圖中1、輸入軸；11、第一齒輪；12、第二齒輪；13、同步器；14、撥叉桿；141、撥叉觸頭；2、凸槽軸；21、換擋槽；3、花鍵套；4、第一擋部；41、第一擋位置；42、第一擋坡；43、 第一轉(zhuǎn)角；5、第二擋部；51、第二擋位置；52、第二掛擋坡；53、第二轉(zhuǎn)角；6、空擋轉(zhuǎn)角部； 61、空擋轉(zhuǎn)角。
具體實(shí)施例方式如附圖1和2所示，一種電動汽車的自動換擋裝置，它包括由動力電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的輸入軸1和由一換擋控制電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的凸槽軸2，所述輸入軸1上同軸設(shè)置有第一齒輪 11、第二齒輪12和位于所述第一齒輪11和所述第二齒輪12之間的同步器13，所述同步器 13可沿平行于所述輸入軸1的軸線方向滑動，所述凸槽軸2上具有一換擋槽21，所述換擋槽21中可移動地插有一撥叉桿14的撥叉觸頭141，該撥叉桿14與同步器13相連接并允許同步器13相對其轉(zhuǎn)動，所述換擋槽21具有第一擋部4、第二擋部5和位于所述第一擋部 4和所述第二擋部5之間的空擋轉(zhuǎn)角部6，所述撥叉觸頭141位于所述換擋槽21的第一擋部4時，所述同步器13與第一齒輪11相連；所述撥叉觸頭141位于所述換擋槽21的第二擋部5時，所述同步器13與第二齒輪12相連；所述撥叉觸頭141位于所述換擋槽21的空擋轉(zhuǎn)角部6時，所述撥叉觸頭141保持于圍繞凸槽軸2的圓周方向以使同步器13處于空擋位置。該自動換擋裝置具有處于所述兩個擋部之間的空檔轉(zhuǎn)角部以使同步器13在換擋過程中處于空擋位置，對動力電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，使其速度與下一個擋位齒輪同步，從而優(yōu)化換擋快捷性與平穩(wěn)性，并且大為降低同步器13磨損，大幅提高同步器13壽命。本發(fā)明中，花鍵套3設(shè)在輸入軸1上，所述第一齒輪11和所述第二齒輪12設(shè)置在花鍵套3上，同步器設(shè)置在位于第一齒輪11和第二齒輪12之間的花鍵套3上，同步器13 可沿著花鍵套3的軸線方向左右滑動。所述輸入軸1的軸線與所述凸槽軸2的軸線相平行，減小輸入軸與凸槽軸所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，增強(qiáng)這個系統(tǒng)的強(qiáng)度。所述換擋槽21的第一擋部4包括第一擋位置41和位于所述第一擋位置41與所述空擋轉(zhuǎn)角部6之間的第一擋坡42，該第一擋坡42對應(yīng)換擋槽21的第一轉(zhuǎn)角43。所述換擋槽21的第二擋部5包括第二擋位置51和位于所述第二擋位置51與所述空擋轉(zhuǎn)角部6之間的第二擋坡52，該第二擋坡52對應(yīng)換擋槽21的第二轉(zhuǎn)角53。所述換擋槽21的空擋轉(zhuǎn)角部6對應(yīng)換擋槽21的空擋轉(zhuǎn)角61。本發(fā)明所述電動車變速器同步控制原理如下所述
升擋，汽車在第一擋運(yùn)行時，撥叉觸頭141處于第一擋位置41，收到升擋指示后，換擋控制電機(jī)帶動凸槽軸2轉(zhuǎn)動，在0. 2秒左右撥叉觸頭141處于第一擋坡42的底部，此時變速器處于空擋位置，同時換擋電機(jī)帶動換擋凸槽軸2繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
因?yàn)樵O(shè)有空擋轉(zhuǎn)角部6，撥叉觸頭141保持于平行于凸槽軸2的軸線方向，電動汽車仍然處于空擋位置，在換擋凸槽軸2轉(zhuǎn)過空擋轉(zhuǎn)角61的時間內(nèi)，通過對動力電動加載控制使輸入軸1的轉(zhuǎn)速降低至目標(biāo)轉(zhuǎn)速，然后撥叉觸頭141在控制電機(jī)帶動下沿著第二擋坡 52到達(dá)第二擋位置51，實(shí)現(xiàn)升擋，剩余的少許轉(zhuǎn)速差在第二擋坡52的第二轉(zhuǎn)角53內(nèi)由同步器13同步。降擋基本相同，汽車在第二擋運(yùn)行時，撥叉觸頭141處于第二擋位置51，收到降擋指示后，換擋電機(jī)帶動凸槽軸2轉(zhuǎn)動，在0. 2秒左右撥叉觸頭141處于第二擋坡52的底部， 此時變速器處于空擋位置，同時換擋電機(jī)帶動換擋凸槽軸2繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。因?yàn)樵O(shè)有空擋轉(zhuǎn)角部6，撥叉觸頭141保持于平行于凸槽軸2的軸線方向，電動汽車仍然處于空擋位置，在換擋凸槽軸2轉(zhuǎn)過空擋轉(zhuǎn)角61的時間內(nèi)，通過對動力電機(jī)加以電壓控制使輸入軸1的轉(zhuǎn)速升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速，然后撥叉觸頭141在控制電機(jī)帶動下沿著第一擋坡42到達(dá)第一擋位置41，實(shí)現(xiàn)降擋，剩余的少許轉(zhuǎn)速差在第一擋坡42的第一轉(zhuǎn)角43內(nèi)由同步器13同步。本發(fā)明從技術(shù)上根本解決以上所述的技術(shù)問題，具體如下
1)電動汽車動力匹配問題
根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的自動變速器具有兩個擋位，一個用于汽車正常行駛，另一個用于爬坡，加速和起步。兩個擋位的齒輪比針對電機(jī)輸出特性和汽車動力性能進(jìn)行優(yōu)化而選定。這樣就可以解決電動車爬坡，加速性能不夠，與正常駕駛時電機(jī)轉(zhuǎn)速過高的問題；
2)換擋操作與平穩(wěn)性問題
根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的電動車自動變速器，通過微電機(jī)實(shí)現(xiàn)自動換擋，操作方便。換擋點(diǎn)的選擇與換擋過程都由控制器優(yōu)化控制，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的動力性，節(jié)能性與平順性。汽車的駕駛與一般自動汽車基本相同；
3)成本問題
本專利設(shè)計的變速器用最少的零部件實(shí)現(xiàn)電動車變速器的各項(xiàng)技術(shù)性能，與現(xiàn)有的電動車變速器相比，性價比優(yōu)勢明顯；
4)尺寸安裝條件
因針對電機(jī)輸出條件與特性而設(shè)計，本專利設(shè)計的電動車變速器實(shí)現(xiàn)了尺寸與安裝條件的優(yōu)化。以上對本發(fā)明的特定實(shí)施例結(jié)合圖示進(jìn)行了說明，很明顯，在不離開本發(fā)明的范圍和精神的基礎(chǔ)上，可以對現(xiàn)有技術(shù)和工藝進(jìn)行很多修改。在本發(fā)明的所屬技術(shù)領(lǐng)域中，只要掌握通常知識，就可以在本發(fā)明的技術(shù)要旨范圍內(nèi)，進(jìn)行多種多樣的變更。
權(quán)利要求
1.一種電動汽車的自動換擋裝置，其特征在于它包括由動力電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的輸入軸、由一換擋控制電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的凸槽軸，所述輸入軸上同軸設(shè)置有第一齒輪、第二齒輪和位于所述兩個齒輪之間的同步器，所述同步器可沿平行于所述輸入軸的軸線方向滑動，所述凸槽軸上具有一換擋槽，所述換擋槽中可移動地插有一撥叉桿的撥叉觸頭，該撥叉桿與同步器相連接并允許同步器相對其轉(zhuǎn)動，所述換擋槽具有第一擋部、第二擋部和位于所述第一擋部和所述第二擋部之間的空擋轉(zhuǎn)角部，所述撥叉觸頭位于所述換擋槽的第一擋部時，所述同步器與第一齒輪相連；所述撥叉觸頭位于所述換擋槽的第二擋部時，所述同步器與第二齒輪相連；所述撥叉觸頭位于所述換擋槽的空擋轉(zhuǎn)角部時，所述撥叉觸頭保持于圍繞凸槽軸的軸線的圓周方向以使同步器處于空擋位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動換擋裝置，其特征在于該自動換擋裝置具有處于第一擋部和第二擋部之間的空擋轉(zhuǎn)角部以使同步器在換擋過程中處于空擋位置，對動力電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，使其速度與下一個擋位齒輪同步，從而優(yōu)化換擋快捷性與平穩(wěn)性，并且大為降低同步器磨損，大幅提高同步器的壽命。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動換擋裝置，其特征在于所述輸入軸的軸線與所述凸槽軸的軸線相平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動換擋裝置，其特征在于所述換擋槽的第一擋部包括第一擋位置和位于所述第一擋位置與所述空擋轉(zhuǎn)角部之間的第一擋坡，該第一擋坡對應(yīng)換擋槽的第一轉(zhuǎn)角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動換擋裝置，所述換擋槽的第二擋部包括第二擋位置和位于所述第二擋位置與所述空擋轉(zhuǎn)角部之間的第二擋坡，該第二擋坡對應(yīng)換擋槽的第二轉(zhuǎn)
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動換擋裝置，其特征在于處于所述換擋槽第一擋部和第二擋部之間的空擋轉(zhuǎn)角部對應(yīng)換擋槽的空擋轉(zhuǎn)角。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動汽車的自動換擋裝置，它包括由動力電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的輸入軸，所述輸入軸上設(shè)置有第一齒輪、第二齒輪和位于所述兩個齒輪之間的同步器，所述同步器可沿平行于所述輸入軸的軸線方向滑動，所述同步器上連接設(shè)置有一撥叉桿，所述撥叉桿具有一撥叉觸頭；它還包括由換擋控制電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的凸槽軸，所述凸槽軸具有一與所述撥叉觸頭相連設(shè)置的換擋槽，所述換擋槽具有第一擋部、第二擋部和空擋轉(zhuǎn)角部，所述撥叉觸頭位于所述換擋槽的第一擋部時，所述同步器與第一齒輪相連；所述撥叉觸頭位于所述換擋槽的第二擋部時，所述同步器與第二齒輪相連；所述撥叉觸頭位于所述換擋槽的空擋轉(zhuǎn)角部時，所述撥叉觸頭保持于平行于凸槽軸的軸線方向。
文檔編號F16H3/12GK102192318SQ20111012988
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者張毅, 秦大同, 米春亭, 郭進(jìn)端 申請人:蘇州安遠(yuǎn)新能源動力有限公司